一种适应多种能源接入的站点无功电压快速调节方法
【专利摘要】本发明涉及一种适应多种能源接入的站点无功电压快速调节方法。步骤是：采集新能源集中并网区域实时数据，接收上级AVC下发关口无功/电压指令；在满足上级AVC下发指令的前提下，以区域电压偏离指标最小及小水电群集中并网变电站、风电场升压变无功裕度最大为目标，调用粒子群优化算法求解各无功补偿设备无功调节量，并进行下发控制，最终实现多能源接入电力系统系统无功电压的快速调节。本发明能够在枢纽站、小水电群集中并网变电站和风电场升压变之间进行合理的无功分配，留给小水电群集中并网变电站和风电场升压变更多的无功调节裕度，达到快速响应上级AVC下发指令，改善多种能源接入电网无功电压水平的目的。
【专利说明】一种适应多种能源接入的站点无功电压快速调节方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电力系统控制领域，尤其是一种适应多种能源接入的站点无功电压快 速调节方法。
【背景技术】
[0002] 随着我国清洁能源行业的快速发展，新能源投产规模逐年增大，新能源密集接入 后对电网的影响也越来越大。风电及小水电等波动性电源的接入，使得区域电网的无功电 压控制任务艰巨，如功率因数合格率偏低，公共连接点电压波动过大等。因此必须采取有效 的多能源接入电力系统无功电压控制措施，以确保电网运行的稳定性。
[0003] 针对风电场并网无功电压控制问题，有一些学者提出了风电场单独控制模式，即 对风电场配置无功补偿设备进行分别控制，但并不能达到大规模风电并网区域的整体最优 潮流，且未考虑各风电场之间及风电场与汇集站之间的无功电压耦合影响，容易造成无功 补偿设备的频繁调节；另外有一些学者提出了针对集群风电场的区域电压控制策略，即以 风电场群的汇集站作为电压中枢点，以各风电场升压变压器的高压侧电压为约束，以区域 网损和风电场并网点电压偏移指标为综合目标进行优化控制，对各风电场的无功调节装置 和风电机组自身无功调节能力进行总体协调控制。目前针对小水电群并网无功电压控制问 题的研究相对较少。而以上这些研究均为针对单一新能源并网的无功电压控制，未考虑多 种能源接入后系统各站点的整体控制，且控制模式中均未充分利用区域枢纽站中配置的无 功容量相对较大的无功补偿设备，可能造成在实际运行中新能源站端剩余可调无功容量过 小，难以应对新能源出力快速波动或故障情况下短时间内的较大无功需求。因此，针对研究 的不足，针对多种能源接入电力系统的无功电压控制问题进行研究显得十分必要。
【发明内容】
[0004] 本发明主要是解决现有技术所存在的技术问题；提供了一种基于区域枢纽变电 站、小水电群集中并网变电站及风电场升压变联合控制模式，以枢纽站内配置无功补偿设 备为主，小水电群集中并网变电站及风电场升压变配置无功补偿设备为辅，以上级AVC下 发枢纽站高压侧关口无功/电压指标为约束，以区域电压偏移指标和小水电群集中并网变 电站、风电场无功裕度为综合目标，在控制中心进行集中分析计算，对枢纽站、小水电群集 中并网变电站内无功电压调节设备和风电场升压变配置动态无功补偿设备进行联合控制， 最终实现多能源接入系统无功电压的快速调节的一种适应多种能源接入的站点无功电压 快速调节方法。
[0005] 本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：
[0006] -种适应多种能源接入的站点无功电压快速调节方法，其特征在于：包括以下步 骤：
[0007] 步骤1，采集新能源集中并网区域实时数据，包括风电场实时出力、枢纽站及小水 电站集中并网变电站实时负荷、各无功补偿设备实时运行状态；接收上级AVC下发无功/电 压指令；
[0008] 步骤2,建立以电压偏离指标最小及小水电群集中并网变电站、风电场升压变无功 裕度最大为目标的无功优化模型，确立节点电压和关口无功/电压约束条件，并以罚函数 的形式计入无功优化模型中；其中，无功优化模型基于以下公式：
[0009]
【权利要求】
1. 一种适应多种能源接入的站点无功电压快速调节方法，其特征在于：包括以下步 骤： 步骤1，采集新能源集中并网区域实时数据，包括风电场实时出力、枢纽站及小水电站 集中并网变电站实时负荷、各无功补偿设备实时运行状态；接收上级AVC下发无功/电压指 令； 步骤2,建立以电压偏离指标最小及小水电群集中并网变电站、风电场升压变无功裕度 最大为目标的无功优化模型，确立节点电压和关口无功/电压约束条件，并以罚函数的形 式计入无功优化模型中；其中，无功优化模型基于以下公式： N ( AV. V 謹心0匕/+，20,,+73仏+七乙i +12从声+；13八0声 V } 式中，F为无功优化总目标，第1项为电压偏离目标值，第2项为小水电站集中并网变 电站无功裕度目标值，第3项为风电场升压变无功裕度目标值，第4、5、6项分别为系统节点 电压、关口电压和关口无功越限的罚函数；L、Y 2、Y3为权重因子；N为系统节点数；Μ为控 制的风电场个数；λ ρ λ 2和λ 3分别为系统节点电压、关口电压和关口无功越限惩罚系数； 步骤3,调用粒子群优化算法进行迭代计算，得到各无功补偿设备的无功调节量；计算 流程为： 步骤3. 1，生成初始化群体；读取新能源并网区域实时运行数据，包括新能源出力数 据、负荷数据、线路数据等，输入粒子群算法的参数；随机给粒子的位置和速度赋值，计算每 个粒子的适应度，赋给对应粒子的个体最优值，选择个体最优值最小的粒子作为全局最优 粒子完成粒子群的初始化； 步骤3. 2，迭代次数加1，更新各粒子的位置和速度，在计算各粒子新的适应度后，若粒 子的新适应度值比对应个体最优值小，则对粒子的最优位置及个体最优至进行更新操作， 并选择更新后的粒子群中个体最优值最小的粒子作为全局最优粒子； 步骤3. 3,判断是否收敛；当满足全局最优值连续若干次无变化或达到最大迭代次数 两个条件之一时，迭代停止，输出最终优化结果；否则转到步骤3); 步骤4,形成各无功补偿设备控制指令并进行下发，最终实现多能源接入电力系统无功 电压的快速调节。
【文档编号】H02J3/16GK104269855SQ201410571108
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年10月22日 优先权日:2014年10月22日
【发明者】肖永, 徐梅梅, 顾威, 陈建国, 文贤馗, 林呈辉, 范强, 徐玉韬, 邓长虹, 马庆, 龙志君, 游佳斌 申请人:贵州电力试验研究院, 武汉大学